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资源获取型和保守型根系性状的绿肥作物对红壤旱地土壤质量和细菌群落的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 李桂龙 1 ; 秦文婧 1 ; 陈晓芬 1 ; 万里 1 ; 陈先茂 1 ; 彭春瑞 1 ; 徐昌旭 1 ; 吴萌 2 ; 刘明 2 ; 刘佳 1 ;

作者机构： 1.江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/农业农村部酸化土改良与利用重点实验室/国家红壤改良工程技术研究中心/耕地改良与质量提升江西省重点实验室/国家农业环境宜春观测实验站

2.中国科学院南京土壤研究所

关键词： 绿肥作物;根系特征;资源获取型;资源保守型;物种丰富度;网络复杂性;网络稳定性

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2025 年 31 卷 003 期

页码： 419-431

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】绿肥根系形态及性状类型影响着红壤旱地土壤细菌群落特性，进而影响土壤质量和生产力。解析土壤细菌群落对绿肥作物根系构型的响应特征，对于绿肥在南方红壤地区的科学应用具有重要的理论意义。【方法】田间试验在江西省进贤县旱地红壤上进行。2022年秋季红薯收获后开展绿肥-红薯轮作试验，包括4个绿肥处理：毛叶苕子(HV)、黑麦草(RS)、肥田萝卜(RD)和油菜(RP)，以及1个冬闲对照(CK)。于2023年绿肥盛花期，取耕层土壤样品，分析土壤化学性质，利用高通量测序技术、网络分析和FAPROTAX功能预测方法，分析土壤细菌群落特性。同时提取绿肥根系样品，利用WINRHIZO软件分析根系构型相关性状指标，采用常规方法测定根系碳、氮素含量。红薯收获后测产。【结果】根系较长、根氮含量较高的绿肥(毛叶苕子和黑麦草)被划分为资源获取型绿肥；而根径较粗、根C/N较高的绿肥(肥田萝卜和油菜)被划分为资源保守型绿肥。与CK相比，所有绿肥处理均能提高土壤有机质(SOC)、全磷(TP)含量以及土壤质量指数(SQI)和红薯产量，其中资源保守型绿肥的提升效果最好，SOC、TP含量及SQI和红薯产量分别提升了14.02%～19.13%、18.84%～20.29%、28.76%～30.06%和1.51%～14.26%。资源保守型绿肥显著增加了土壤细菌群落物种丰富度，提高了芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)的相对丰度；而资源获取型绿肥处理显著提高了隶属于GP4和GP6的微生物类群的相对丰度。网络分析结果表明，资源保守型绿肥显著提升了土壤细菌群落网络复杂性，降低了土壤细菌群落网络稳定性，而资源获取型绿肥提升了土壤细菌群落网络稳定性。基于FAPROTAX功能预测，资源保守型绿肥提高了土壤细菌群落对顽固性碳源的分解潜力；而资源获取型绿肥增强了土壤细菌群落对氮组分的转化潜力。结构方程模型表明，根长和根C/N是调控SOC和TP含量的直接因素，而SOC和TP直接影响土壤细菌群落组成。【结论】资源保守型绿肥提高了土壤细菌群落物种丰富度和网络复杂性，提高了土壤细菌群落对顽固性碳源的分解潜力。而资源获取型绿肥提高了土壤细菌群落网络稳定性，增强了土壤细菌群落对氮组分的转化潜力。综合互补性状的绿肥作物种植组合有望实现土壤细菌群落复杂性和稳定性的协同提升。

  • 相关文献

[1]江西绿肥作物种质资源及其应用. 苏金平,刘成鹏,王晓明,曹卫东,刘光荣,徐昌旭. 2012

[2]绿肥填闲种植下土壤细菌群落特性对土壤多功能性的调控. 李桂龙,王于娟,冷珂,陈晓芬,秦文婧,陈静蕊,万里,陈先茂,彭春瑞,刘佳. 2024

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